立体几何练习题6篇 数学立体几何专题训练

时间:2022-10-14 13:17:00 综合范文

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立体几何练习题6篇 数学立体几何专题训练

立体几何练习题1

立体几何练习题2

  立体几何证明

立体几何证明

  高中立体几何的证明主要是平行关系与垂直关系的证明。方法如下(难以建立坐标系时再考虑):

Ⅰ.平行关系:

  线线平行:1.在同一平面内无公共点的两条直线平行。2.公理4(平行公理)。3.线面平行的性质。4.面面平行的性质。5.垂直于同一平面的两条直线平行。

  线面平行:1.直线与平面无公共点。2.平面外的一条直线与平面内的一条直线平行。3.两平面平行,一个平面内的任一直线与另一平面平行。

  面面平行:1.两个平面无公共点。2.一个平面内的两条相交直线分别与另一平面平行。

Ⅱ.垂直关系:

  线线垂直:1.直线所成角为90°。2.一条直线与一个平面垂直,那么这条直线与平面内的任一直线垂直。

  线面垂直:1.一条直线与一个平面内的任一直线垂直。2.一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直。3.面面垂直的`性质。4.两条平行直线中的一条垂直与一个平面,那么另一直线也与此平面垂直。5.一条直线垂直与两个平行平面中的一个,那么这条直线也与另一平面垂直。

  面面垂直:1.面面所成二面角为直二面角。2.一个平面过另一平面的垂线,那么这两个平面垂直。

  2

  四个判定定理:

① 若平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。

② 如果一个平面内有两条相交直线都平行于一个平面,那么这两个平面平行。

③ 如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直。

④ 如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直。

  从平面拓展到空间的角相等或互补的判定定理:

  空间中,如果两个角的两条边分别对应平行,那么这两个角相等或互补。

  四个性质定理:

① 一条直线与一个平面平行,则过该直线的任一个平面与此平面的交线与该直线平行。

② 两个平面平行,则任意一个平面与这两个平面相交所得的交线相互平行。

③ 垂直于同一平面的两条直线平行。

④ 两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。

  标准只要求对于四个性质定理用综合几何的方法加以证明。对于其余的定理,在选修2的“空间向量与立体几何”中利用向量的方法予以证明。

(2)立体几何初步这部分,我们希望能使学生初步感受综合几何的证明。在处理证明时,要充分发挥几何直观的作用,而不是形式上的推导。例如,平行于同一平面的二直线平行的证明方法,有的老师就是采用了一种很

立体几何练习题3

  一、逐渐提高逻辑论证能力

  立体几何的证明是数学学科中任一分之也替代不了的。因此,历年高考中都有立体几何论证的考察。论证时,首先要保持严密性,对任何一个定义、定理及推论的理解要做到准确无误。符号表示与定理完全一致,定理的所有条件都具备了,才能推出相关结论。切忌条件不全就下结论。其次,在论证问题时,思考应多用分析法,即逐步地找到结论成立的充分条件,向已知靠拢,然后用综合法(“推出法”)形式写出。

  二、立足课本,夯实基础

  学习立体几何的一个捷径就是认真学习课本中定理的证明,尤其是一些很关键的定理的证明。定理的内容都很简单,就是线与线,线与面,面与面之间的联系的阐述。但定理的证明在初学的时候一般都很复杂,甚至很抽象。深刻掌握定理的内容,明确定理的作用是什么,多用在那些地方,怎么用。

  三、培养空间想象力

  为了培养空间想象力,可以在刚开始学习时,动手制作一些简单的模型用以帮助想象。例如:正方体或长方体。在正方体中寻找线与线、线与面、面与面之间的关系。通过模型中的点、线、面之间的位置关系的观察,逐步培养自己对空间图形的想象能力和识别能力。其次,要培养自己的画图能力。可以从简单的图形(如:直线和平面)、简单的几何体(如:正方体)开始画起。最后要做的就是树立起立体观念,做到能想象出空间图形并把它画在一个平面(如:纸、黑板)上,还要能根据画在平面上的“立体”图形,想象出原来空间图形的真实形状。空间想象力并不是漫无边际的胡思乱想,而是以提设为根据,以几何体为依托,这样就会给空间想象力插上翱翔的翅膀。

  四、“转化”思想的应用

  我个人觉得,解立体几何的问题,主要是充分运用“转化”这种数学思想,要明确在转化过程中什么变了,什么没变,有什么联系,这是非常关键的。例如:

(1) 两条异面直线所成的角转化为两条相交直线的夹角即过空间任意一点引两条异面直线的平行线。斜线与平面所成的角转化为直线与直线所成的角即斜线与斜线在该平面内的射影所成的角。

(2) 异面直线的距离可以转化为直线和与它平行的平面间的距离,也可以转化为两平行平面的距离,即异面直线的距离与线面距离、面面距离三者可以相互转化。而面面距离可以转化为线面距离,再转化为点面距离,点面距离又可转化为点线距离。

(3) 面和面平行可以转化为线面平行,线面平行又可转化为线线平行。而线线平行又可以由线面平行或面面平行得到,它们之间可以相互转化。同样面面垂直可以转化为线面垂直,进而转化为线线垂直。

  五、建立数学模型

  新课程标准中多次提到“数学模型”一词,目的是进一步加强数学与现实世界的联系。数学模型是把实际问题用数学语言抽象概括,再从数学角度来反映或近似地反映实际问题时,所得出的关于实际问题的描述。数学模型的形式是多样的,它们可以是几何图形,也可以是方程式,函数解析式等等。实际问题越复杂,相应的数学模型也越复杂。

  从形状的角度反映现实世界的物体时,经过抽象得到的空间几何体就是现实世界物体的几何模型。由于立体几何学习的知识内容与学生的联系非常密切,空间几何体是很多物体的几何模型,这些模型可以描述现实世界中的许多物体。他们直观、具体、对培养大家的几何直观能力有很大的帮助。空间几何体,特别是长方体,其中的棱与棱、棱与面、面与面之间的位置关系,是研究直线与直线、直线与平面、平面与平面位置关系的直观载体。学习时,一方面要注意从实际出发,把学习的知识与周围的实物联系起来,另一方面,也要注意经历从现实的生活抽象空间图形的过程,注重探索空间图形的位置关系,归纳、概括它们的判定定理和性质定理。

  六、总结规律,规范训练

  立体几何解题过程中,常有显著的规律性。例如:求角先定平面角、三角形去解决,正余弦定理、三角定义常用,若是余弦值为负值,异面、线面取锐角。对距离可归纳为:距离多是垂线段,放到三角形中去计算,经常用正余弦定理、勾股定理,若是垂线难做出,用等积等高来转换,如能建立空间坐标系可用空间向量来解决。只有不断总结,才能不断高。

  还要注重规范训练,高考中反映的这方面的不足十分严重,不少考生对作、证、求三个环节交待不清,表达不够规范、严谨,因果联系不充分,图形中各元素联系理解错误,符号语言不会运用等。这就要求我们在平时养成良好的答题习惯,具体来讲就是按课本上例题的答题格式、步骤、推理过程等一步步把题目演算出来。答题的规范性在数学的每一部分考试中都很重要,在立体几何中尤为重要,因为它更注重逻辑推理。对于即将参加高考的同学来说,考试的每一分都是重要的,在“按步给分”的原则下,以平时的每一道题开始培养这种规范性的好处是很显著的,而且很多情况下,本来很难答出来的题,一步步写下来,思维也逐渐打开了。

立体几何练习题4

  立体几何证明题

立体几何证明题

  如图,原题意就是一个正方体,然后E、F分别是A'B、B'C的中点,求证EF//面ABCD。

  那些虚线是我做的辅助线,EM⊥AB,FN⊥BC,连接MN;然后EG⊥BB',连接FG,EF。然后证那个五面体EGF-MBN是个三棱柱,从而证得EF//面ABCD,可不可以?

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  证明:(1)连接BG并延长交PA于点H..

  因为PA,PB,PC两辆垂直,,所以PC⊥面PAB..所以PC⊥GF...

  因为G为△PAB的重心,,所以HG=1/3BH,,又因为PF=1/3PB..所以GF平行PH,,所以∠GFB=∠APB=90°....

  即GF⊥PB...因为PB在面PBC上,,PC也在面PBC上..又PB∩PC=P...

  所以GF⊥面PBC...

(2)在BC上取异于E的一点K,,使得CK=1/3BC...

  因为BF=2/3PB,,BK=2/3BC,,所以所以△BFK∽△BPC...所以FK=2/3PC=2/3PB..即FK=BF..

  因为E为BK中点,,BF=FK..所以FE⊥BC...

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  1.设P点的射影是H因为PB=PC=PD,所以H必是BC,DC的中垂线的交点,因为BH^2+PH^2=CH^2+PH^2=DH^2+PH^2又因为A是BC,DC的中垂线的`交点,所以A与P重合,PA垂直于平面ABCD.2.取AB中点F,过F做FM垂直AB于M,则∠EMF为所求角因为EF=1/2AP=1,FM=1/2BN=√3/2(N为AC中点)则可求得

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  取CD和BC的中点M,N,连接PM,PN,AM,AN,因为三角形ABC和三角形PBC都为等腰三角形,所以PN垂直于BC,AN还垂直于BC,所以BC垂直于面PAN,所以BC垂直于PA,同理证PA垂直于CD,即可。第二问,建空间直角坐标系,求两个面的法向量,再用向量夹角公式就可求出,结果为arccos(根号下21)/7.

  6

  PA⊥AB PA⊥AC,∴PA⊥面ABC

∴PA⊥BC,

  又∵AB⊥BC

∴BC⊥面PAB,∴BC⊥AE

  又因为 AE⊥PB

∴AE⊥面PBC,∴AE⊥PC

  又∵ AF⊥PC

∴ PC⊥平面AEF

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  3

  证明:(1)连接BG并延长交PA于点H..

  因为PA,PB,PC两辆垂直,,所以PC⊥面PAB..所以PC⊥GF...

  因为G为△PAB的重心,,所以HG=1/3BH,,又因为PF=1/3PB..所以GF平行PH,,所以∠GFB=∠APB=90°....

  即GF⊥PB...因为PB在面PBC上,,PC也在面PBC上..又PB∩PC=P...

  所以GF⊥面PBC...

(2)在BC上取异于E的一点K,,使得CK=1/3BC...

  因为BF=2/3PB,,BK=2/3BC,,所以所以△BFK∽△BPC...所以FK=2/3PC=2/3PB..即FK=BF..

  因为E为BK中点,,BF=FK..所以FE⊥BC...

立体几何练习题5

  立体几何测试题

  1.∥,a,b与,都垂直,则a,b的关系是

  A.平行 B.相交 C.异面 D.平行、相交、异面都有可能

  2.异面直线a,b,a⊥b,c与a成300,则c与b成角范围是

  A.[600,900] B.[300,900] C.[600,1200] D.[300,1200]

  3.正方体AC1中,E、F分别是AB、BB1的中点,则A1E与C1F所成的角的余弦值是

  A. B. C. D.

  4.在正△ABC中,AD⊥BC于D,沿AD折成二面角B—AD—C后,BC=AB,这时二面角B—AD—C大小为

  A.600 B.900 C.450 D.1200

  5.一个山坡面与水平面成600的二面角,坡脚的水平线(即二面角的棱)为AB,甲沿山坡自P朝垂直于AB的方向走30m,同时乙沿水平面自Q朝垂直于AB的方向走30m,P、Q都是AB上的点,若PQ=10m,这时甲、乙2个人之间的距离为

  A. B. C. D.

  6.E、F分别是正方形ABCD的边AB和CD的中点,EF交BD于O,以EF为棱将正方形

  折成直二面角如图,则∠BOD=

  A.1350 B.1200 C.1500 D.900

  7.三棱锥V—ABC中,VA=BC,VB=AC,VC=AB,侧面与底面ABC所成的二面角分别为α,β,γ(都是锐角),则cosα+cosβ+cosγ等于

  A.1 B.2 C. D.

  8.正n棱锥侧棱与底面所成的角为α,侧面与底面所成的角为β,tanα∶tanβ等于

  A. B. C. D.

  9.一个简单多面体的各面都是三角形,且有6个顶点,则这个简单多面体的面数是

  A.4 B.6 C.8 D.10

  10.三棱锥P—ABC中,3条侧棱两两垂直,PA=a,PB=b,PC=c,△ABC的面积为S,则P到平面ABC的距离为

  A. B. C. D.

  11.三棱柱ABC—A1B1C1的体积为V,P、Q分别为AA1、CC1上的点,且满足AP=C1Q,则四棱锥B—APQC的体积是

  A. B. C. D.

  12.多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长为3的正方形,EF∥AB,EF=,EF与面AC的距离为2,则该多面体的体积为

  A. B.5 C.6 D.

  13.已知异面直线a与b所成的角是500,空间有一定点P,则过点P与a,b所成的角都是300的直线有________条.

  14.线段AB的端点到平面α的`距离分别为6cm和2cm,AB在α上的射影A’B’的长为3cm,则线段AB的长为__________.

  15.正n棱锥相邻两个侧面所成二面角的取值范围是____________.

  16.如果一个简单多面体的每个面都是奇数的多边形,那么它的面数是__________.

  17.在正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G、H分别为棱BC、CC1、C1D1、AA1的中点,O为AC与BD的交点.

  求证:(1)EG∥平面BB1D1D;(2)平面BDF∥平面B1D1H;(3)A1O⊥平面BDF;(4)平面BDF⊥平面AA1C.

  18.如图,三棱锥D—ABC中,平面ABD、平面ABC均为等腰直角三角形,

∠ABC=∠BAD=900,其腰BC=a,且二面角D—AB—C=600.

⑴求异面直线DA与BC所成的角;⑵求异面直线BD与AC所成的角;

⑶求D到BC的距离; ⑷求异面直线BD与AC的距离.

  19.如图,在600的二面角α—CD—β中,ACα,BDβ,且ACD=450,tg∠BDC=2,CD=a,AC=x,BD=x,当x为何值时,A、B的距离最小?并求此距离.

  20.如图,斜三棱柱ABC—A’B’C’中,底面是边长为a的正三角形,侧棱长为 b,侧棱AA’与底面相邻两边AB、AC都成450角,求此三棱柱的侧面积和体积.

  参考答案:

  1.D; 2.A; 3.C; 4.A; 5.B; 6.B; 7.A; 8.B; 9.C; 10.B; 11.B; 12.D; 13.2; 14. 5或; 15. ; 16. 偶数;

  17. 解析:

⑴欲证EG∥平面BB1D1D,须在平面BB1D1D内找一条与EG平行的直线,构造辅助平面BEGO’及辅助直线BO’,显然BO’即是。

⑵按线线平行线面平行面面平行的思路,在平面B1D1H内寻找B1D1和O’H两条关键的相交直线,转化为证明:B1D1∥平面BDF,O’H∥平面BDF

⑶A1O⊥平面BDF,由三垂线定理,易得BD⊥A1O,再寻A1O垂直于平面BDF内的另一条直线。猜想A1O⊥OF。借助于正方体棱长及有关线段的关系计算得:A1O2+OF2=A1F2A1O⊥OF。

⑷∵ CC1⊥平面AC∴ CC1⊥BD 又BD⊥AC∴ BD⊥平面AA1C 又BD平面BDF

∴ 平面BDF⊥平面AA1C

  18. 解析:

  在平面ABC内作AE∥BC,从而得∠DAE=600

∴ DA与BC成600角

  过B作BF∥AC,交EA延长线于F,则∠DBF为BD与AC所成的角

  由△DAF易得AF=a,DA=a,∠DAF=1200∴ DF2=a2+a2-2a2·=3a2 ∴ DF=a

  DBF中,BF=AC=a∴ cos∠DBF=∴ 异面直线BD与AC成角arccos

(3)∵ BA⊥平面ADE∴ 平面DAE⊥平面ABC

  故取AE中点M,则有DM⊥平面ABC;取BC中点N,由MN⊥BC,根据三垂线定理,DN⊥BC

∴ DN是D到BC的距离 在△DMN中,DM=a,MN=a∴ DN=a

(4)∵ BF平面BDF,AC平面BDF,AC∥BF∴ AC∥平面BDF 又BD平面BDF

∴ AC与BD的距离即AC到平面BDF的距离∵ ,

  由,即异面直线BD与AC的距离为.

  19. 解析:作AE⊥CD于E,BF⊥CD于F,则EF为异面直线AE、BF的公垂段,AE与BF成600角,可求得|AB|=,当x=时,|AB|有最小值.

  20. 解析:在侧面AB’内作BD⊥AA’于D 连结CD

∵ AC=AB,AD=AD,∠DAB=∠DAC=450 ∴ △DAB≌△DAC ∴ ∠CDA=∠BDA=900,BD=CD

∴ BD⊥AA’,CD⊥AA’∴ △DBC是斜三棱柱的直截面

  在Rt△ADB中,BD=AB·sin450=

∴ △DBC的周长=BD+CD+BC=(+1)a,△DBC的面积=

∴ S侧=b(BD+DC+BC)=(+1)ab ∴ V=·AA’=

立体几何练习题6

  第一要建立空间观念,提高空间想象力。

  从认识平面图形到认识立体图形是一次飞跃,要有一个过程。有的同学自制一些空间几何模型并反复观察,这有益于建立空间观念,是个好办法。有的同学有空就对一些立体图形进行观察、揣摩,并且判断其中的线线、线面、面面位置关系,探索各种角、各种垂线作法,这对于建立空间观念也是好方法。此外,多用图表示概念和定理,多在头脑中“证明”定理和构造定理的“图”,对于建立空间观念也是很有帮助的。

  第二要掌握基础知识和基本技能。

  要用图形、文字、符号三种形式表达概念、定理、公式,要及时不断地复习前面学过的内容。这是因为《立体几何》内容前后联系紧密,前面内容是后面内容的根据,后面内容既巩固了前面的内容,又发展和推广了前面内容。在解题中,要书写规范,如用平行四边形ABCD表示平面时,可以写成平面AC,但不可以把平面两字省略掉;要写出解题根据,不论对于计算题还是证明题都应该如此,不能想当然或全凭直观;对于文字证明题,要写已知和求证,要画图;用定理时,必须把题目满足定理的条件逐一交待清楚,自己心中有数而不把它写出来是不行的。要学会用图(画图、分解图、变换图)帮助解决问题;要掌握求各种角、距离的基本方法和推理证明的基本方法——分析法、综合法、反证法。

  第三要不断提高各方面能力。

  通过联系实际、观察模型或类比平面几何的结论来提出命题;对于提出的命题,不要轻易肯定或否定它,要多用几个特例进行检验,最好做到否定举出反面例子,肯定给出证明。欧拉公式的内容是以研究性课题的形式给出的,要从中体验创造数学知识。要不断地将所学的内容结构化、系统化。所谓结构化,是指从整体到局部、从高层到低层来认识、组织所学知识,并领会其中隐含的思想、方法。所谓系统化,是指将同类问题如平行的问题、垂直的问题、角的问题、距离的问题、惟一性的问题集中起来,比较它们的异同,形成对它们的整体认识。牢固地把握一些能统摄全局、组织整体的概念,用这些概念统摄早先偶尔接触过的或是未察觉出明显关系的已知知识间的联系,提高整体观念。

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